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cos(x/2+1/4)≤-√2/2

cos(x/2+1/4)≤-√2/2 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
                 ___ 
   /x   1\    -\/ 2  
cos|- + -| <= -------
   \2   4/       2   
$$\cos{\left(\frac{x}{2} + \frac{1}{4} \right)} \leq \frac{\left(-1\right) \sqrt{2}}{2}$$
cos(x/2 + 1/4) <= (-sqrt(2))/2
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\cos{\left(\frac{x}{2} + \frac{1}{4} \right)} \leq \frac{\left(-1\right) \sqrt{2}}{2}$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\cos{\left(\frac{x}{2} + \frac{1}{4} \right)} = \frac{\left(-1\right) \sqrt{2}}{2}$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\cos{\left(\frac{x}{2} + \frac{1}{4} \right)} = \frac{\left(-1\right) \sqrt{2}}{2}$$
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
$$\frac{x}{2} + \frac{1}{4} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(- \frac{\sqrt{2}}{2} \right)}$$
$$\frac{x}{2} + \frac{1}{4} = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(- \frac{\sqrt{2}}{2} \right)}$$
O
$$\frac{x}{2} + \frac{1}{4} = \pi n + \frac{3 \pi}{4}$$
$$\frac{x}{2} + \frac{1}{4} = \pi n - \frac{\pi}{4}$$
, donde n es cualquier número entero
Transportemos
$$\frac{1}{4}$$
al miembro derecho de la ecuación
con el signo opuesto, en total:
$$\frac{x}{2} = \pi n - \frac{1}{4} + \frac{3 \pi}{4}$$
$$\frac{x}{2} = \pi n - \frac{\pi}{4} - \frac{1}{4}$$
Dividamos ambos miembros de la ecuación obtenida en
$$\frac{1}{2}$$
$$x_{1} = 2 \pi n - \frac{1}{2} + \frac{3 \pi}{2}$$
$$x_{2} = 2 \pi n - \frac{\pi}{2} - \frac{1}{2}$$
$$x_{1} = 2 \pi n - \frac{1}{2} + \frac{3 \pi}{2}$$
$$x_{2} = 2 \pi n - \frac{\pi}{2} - \frac{1}{2}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = 2 \pi n - \frac{1}{2} + \frac{3 \pi}{2}$$
$$x_{2} = 2 \pi n - \frac{\pi}{2} - \frac{1}{2}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(2 \pi n - \frac{1}{2} + \frac{3 \pi}{2}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$2 \pi n - \frac{3}{5} + \frac{3 \pi}{2}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\cos{\left(\frac{x}{2} + \frac{1}{4} \right)} \leq \frac{\left(-1\right) \sqrt{2}}{2}$$
$$\cos{\left(\frac{2 \pi n - \frac{3}{5} + \frac{3 \pi}{2}}{2} + \frac{1}{4} \right)} \leq \frac{\left(-1\right) \sqrt{2}}{2}$$
                             ___ 
    /  1    pi       \    -\/ 2  
-sin|- -- + -- + pi*n| <= -------
    \  20   4        /       2   
                          

pero
                             ___ 
    /  1    pi       \    -\/ 2  
-sin|- -- + -- + pi*n| >= -------
    \  20   4        /       2   
                          

Entonces
$$x \leq 2 \pi n - \frac{1}{2} + \frac{3 \pi}{2}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq 2 \pi n - \frac{1}{2} + \frac{3 \pi}{2} \wedge x \leq 2 \pi n - \frac{\pi}{2} - \frac{1}{2}$$
         _____  
        /     \  
-------•-------•-------
       x1      x2
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida 2 [src]
        /                                                           ___ /       2     \           \               /                                                         ___ /       2     \           \ 
        |                  4*tan(1/8)                             \/ 2 *\1 + tan (1/8)/           |               |                4*tan(1/8)                             \/ 2 *\1 + tan (1/8)/           | 
[-4*atan|- ------------------------------------------ + ------------------------------------------|, 4*pi + 4*atan|------------------------------------------ + ------------------------------------------|]
        |         ___        2          ___    2               ___        2          ___    2     |               |       ___        2          ___    2               ___        2          ___    2     | 
        \  -2 + \/ 2  + 2*tan (1/8) + \/ 2 *tan (1/8)   -2 + \/ 2  + 2*tan (1/8) + \/ 2 *tan (1/8)/               \-2 + \/ 2  + 2*tan (1/8) + \/ 2 *tan (1/8)   -2 + \/ 2  + 2*tan (1/8) + \/ 2 *tan (1/8)/ 
$$x\ in\ \left[- 4 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2} \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + 1\right)}{-2 + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + \sqrt{2}} - \frac{4 \tan{\left(\frac{1}{8} \right)}}{-2 + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + \sqrt{2}} \right)}, 4 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2} \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + 1\right)}{-2 + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + \sqrt{2}} + \frac{4 \tan{\left(\frac{1}{8} \right)}}{-2 + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + \sqrt{2}} \right)} + 4 \pi\right]$$
x in Interval(-4*atan(sqrt(2)*(tan(1/8)^2 + 1)/(-2 + sqrt(2)*tan(1/8)^2 + 2*tan(1/8)^2 + sqrt(2)) - 4*tan(1/8)/(-2 + sqrt(2)*tan(1/8)^2 + 2*tan(1/8)^2 + sqrt(2))), 4*atan(sqrt(2)*(tan(1/8)^2 + 1)/(-2 + sqrt(2)*tan(1/8)^2 + 2*tan(1/8)^2 + sqrt(2)) + 4*tan(1/8)/(-2 + sqrt(2)*tan(1/8)^2 + 2*tan(1/8)^2 + sqrt(2))) + 4*pi)
Respuesta rápida [src]
   /                  /                                                         ___ /       2     \           \         /                                                           ___ /       2     \           \     \
   |                  |                4*tan(1/8)                             \/ 2 *\1 + tan (1/8)/           |         |                  4*tan(1/8)                             \/ 2 *\1 + tan (1/8)/           |     |
And|x <= 4*pi + 4*atan|------------------------------------------ + ------------------------------------------|, -4*atan|- ------------------------------------------ + ------------------------------------------| <= x|
   |                  |       ___        2          ___    2               ___        2          ___    2     |         |         ___        2          ___    2               ___        2          ___    2     |     |
   \                  \-2 + \/ 2  + 2*tan (1/8) + \/ 2 *tan (1/8)   -2 + \/ 2  + 2*tan (1/8) + \/ 2 *tan (1/8)/         \  -2 + \/ 2  + 2*tan (1/8) + \/ 2 *tan (1/8)   -2 + \/ 2  + 2*tan (1/8) + \/ 2 *tan (1/8)/     /
$$x \leq 4 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2} \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + 1\right)}{-2 + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + \sqrt{2}} + \frac{4 \tan{\left(\frac{1}{8} \right)}}{-2 + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + \sqrt{2}} \right)} + 4 \pi \wedge - 4 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2} \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + 1\right)}{-2 + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + \sqrt{2}} - \frac{4 \tan{\left(\frac{1}{8} \right)}}{-2 + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{8} \right)} + \sqrt{2}} \right)} \leq x$$
(-4*atan(-4*tan(1/8)/(-2 + sqrt(2) + 2*tan(1/8)^2 + sqrt(2)*tan(1/8)^2) + sqrt(2)*(1 + tan(1/8)^2)/(-2 + sqrt(2) + 2*tan(1/8)^2 + sqrt(2)*tan(1/8)^2)) <= x)∧(x <= 4*pi + 4*atan(4*tan(1/8)/(-2 + sqrt(2) + 2*tan(1/8)^2 + sqrt(2)*tan(1/8)^2) + sqrt(2)*(1 + tan(1/8)^2)/(-2 + sqrt(2) + 2*tan(1/8)^2 + sqrt(2)*tan(1/8)^2)))
Gráfico
cos(x/2+1/4)≤-√2/2 desigualdades